Блок нелинейности

 

б:одно те1з Мео A !

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическнв

Республик оп 7523?9

J (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву . (22) Заявлено 31 07,78 (2! ) 2651894/18-24 (5! )М. Кл.

5 06 Cq 7/28 с прнсоепнненнем заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет по лелем изобретений н открытий

Опубликовано 30.07,80. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 01.08.80 (53) УД 681.335 (088.8) (72) А вторы изобретения

А. Б.,Ситников и А. С. Скальский (7l ) Заявитель

Институт геологических наук AH Украинской,ССР (54) БЛОК НЕЛИНЕЙНОСТИ

Изобретение относится к электрич скому моделированию, а более конкретнок устройствам, реализуюшим нелинейность параметров или функций дифференциальных уравнений в частных производных, и предназначено для совместной работы с се5 точными электроинтеграторами при решении йелинейных краевых задач теории поля, задач тепломассопереноса, задач теории упругости и т.д, Известны устройства, предназначенные для реализации нелинейности параметров или функций, которые содержат функциональное сопротивление, следяшую систему и исполняюшее устройство fl)

Такие устройства могут воспроизвести только определенный тип нелинейности параметров или функций и сложны в из готовлен и и.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является блок нелинейности, состояший из дискретного функционального сопротивления, со ставтенного из соединенных параллельно потенциометров, компаратора, реверсивно го электродвигателя и сопротивления, аналогично функциональному, на котором задается эталонное напряжение для работы компаратора. Съем эталонного напряжения и функциональной зависимости производится с помошью скользяших контактов, соединенных механически с редуктором электродвигателя (2) о

Задание эталонного напряжения ass работы компараторов в геператоре функций через дискретное сопротивление обладает тем недостатком, что при величине сигнала на входе компаратора, близком к величине эталонного напряжения перехода

or одного дискретного его значения к другому, работа всего устройства становится неустойчивой. Кроме того, при наличии дискретного функционального сопротивления с параллельно соединенными потенциометрами и сьема функциональной зависимости с помошью скользяшего контакта возможны ошибки в получении функциональной зависимости за счет того, что скользящий контакт по мере продвижения по контактной планке может задействовать либо два рядом стоящих контакта, либо оказаться между контактами и разорвать цепь прохождения напряжения

5 через потенциометры. Управление электродвигателя непосредственно компаратором требует повышенной мощности от последнего, а следовательно, и увеличения габаритов всего устройства в целом.

Herb изобретения - повышение точности и устойчивости работы и уменьшение габаритов блока.

Поставленная цель достигается тем, что в блок нелинейности, содержащий кам15 паратор, один вход которого соединен с выходом первого источника постоянного напряжения, а другой вход — c подвижным

Вантактам линейного потенциометра, выводы которого связаны с выходами второ20 го и третьего источников постоянного напряжения, реверсивных электродвигатель, редуктор, источник питания и элемент с функционально изменяемым сопротивлением, выход которого является выходом блока

25 введено электронное реле, а элемент с функционально изменяемым сопротивлением выполнен на последовательно соединенных потенциометрах, движки которых механически связаны с валом реверсивного эле30 ктродвигателя, который через редуктор связан с подвижным контактом линейного потенциометра, причем управляющие входы реверсивного электродвигателя связаны с источником питания через замьп<ающие

35 контакты электронного реле, вход которо» го соединен с выходом компаратора.

На чертеже представлена принципиальная схема блока нелинейности, который состоит из компаратора 1, на вирд кото40 рого эталонное напряжение подается с подвижного контакта линейного потенциометра 2, электронного реле 3, реверсивного электродвигателя (постоянного тока)

4, элемента 5 с функционально изменяе- 4

45 мым сопротивлением и.редуктора 6, причем выход 7 компаратора 1 соединен с входом электронного реле 3, замыкающие контакты 8 которого связаны с выходами источника 9 питания, Электронное реле 3

50 выполнено на транзисторах 10 и 11 и диодах 12. Элемент 5 с функционально измеряемым сопротивлением выполнен на последовательно соединенных потенциометрах 13 с общей контактной планкой 14, по которой перемещается подвижной контакт 15. Выход 16 элемента 5 является выходом блока, причем входные сигналы блока задаются первым 17 ((),), вторым

79 ф

18 (0 ) и третьим 19 (0 ) истошиками постоянного напряжения.

Блок нелинейности работает следующим образом.

Напряжение 4", подаваемое на вход компаратора 1 ат первого источника 17, сравнивается с эталонным напряжением, снимаемым с подвижнога контакта потенциометра 2, сопротивление которого линейно зависит от угла поворота его подвижного контакта. При этом выходное напряжение компаратора 1 может иметь положительную или отрицательную полярность и быть равным нулю. B зависимости от полярности напряжения на выходе 7 компаратора 1 срабатывает одна или другая часть электроннога реле 3 и контактами

8 подк пачает электродвигатель 4 к выхолам источника 9 питания положительной или отрицательной полярности. Ротор электродвигателя 4 через редуктор 6 механически связан с подвижным контактом потенциометра 2 и подвижным контактом

15 элемента. движение подвижного контакта потенциометра 2 направлено таким образом, чтобы эталонное напряжение стало равным входному напряжению + 0 . При .совпадении эталонного и входного напряженйй сигнал на выходе 7 компаратора 1 становится равным нулю, что приводит в закрытое состояние транзисторы 10 электронного реле 3. Замыкающие контакты 8 реле 3 прерывают цепь питания электродвигателя 4, который останавливается и удерживает подвижный контакт потенциометра 2 в положении равенства входного (+О, ) и эталонного напряжения (++0,+03 ) ..

Подвижный контакт 15 элемента 5, двигаясь вместе с подвижным контактом потенциометра 2 по контактной планке 14, изменяет общее сопротивление элемента

5, значение которого снимают с выхода

16. Потенциометры 13, входящие в состав элемента 5, соединены последовательно. ,Диапазон работы блока нелинейности определяется напряжениями источников

18 и 19 (L! < и 40> ), которые подаются на потенциометр 2.

Устойчивость работы автоматического блока нелинейности обеспечивается применением потенциометра эталонного напря4сения с,линейным изменением сопротивления от угла поворота его подвижнога контакта.

Последовательное соединение потенциометров 13 в элементе 5 позволяет изба75237

5 виться от ошибок при скольжении контакта 15 по контактной планке 14 в случае, если подвижный контакт 15 замкнет рядом находящиеся контактные ламели, изолирующее расстояние между которыми может быть выбрано достаточно малым.

Применение электронного реле 3 для управления реверсом электродвигателя 4 позволяет существенно уменьшить габариты устройства. 10

Формула изобретения

Блок нелинейности, содержащий компа- 35 ратор, один вход которого соединен с вььходом первого источника постоянного напряжения, а другой вход - с подвижным контактом линейного потенциометра, вывс ды которого связаны с выходами второго 20 и третьего источников постоянного напряжения, реверсивный электродвигатель, редуктор, источник питания и элемент с функционально изменяемым сопротивлением, 9 6 выход которого является выходом блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и устойчивости работы и уменьшения габаритов блока, в него введено электронное реле, а элемент с функционально изменяемым сопротивлением выполнен на последовательно соединенных потенциометрах, движки которых механически связаны с валом реверсивного электродвигателя, который через редуктор связан с подвижным контактом линейного потенциометра, 1 причем управляющие вхо-. ды реверсивного электродвигателя связаны с источником питания через замыкающие контакты электронного реле, вход которого соелнен с выходом компаратора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мацевитый Ю. М. Электрическое момоделирование нелинейных задач технической теплофизики. Киев, "Наукова думка, 1977, с. 222.

2. Заявка Великобритании

M 1362570, кл, Я 4 Я, 1974.